1.2多电子原子核外电子的排布(学生版+解析)

1.2多电子原子核外电子的排布学习聚焦学习聚焦知识精讲知识精讲知识点01基态原子核外电子的排布规则能量最低原理：在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是优先占有能量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道。在同一电子层上，各亚层的能量顺序为ns<np<nd<nf，当电子层不同、电子亚层相同时，其能量顺序为ls<2s<3s<4s，2p<3p<4p，3d<4d<5d，4f<5f<6f。对于不同电子层的不同电子亚层，其能量高低较为复杂，如下图所示。泡利不相容原理：在同一个原子中，不可能有运动状态完全相同的两个电子存在。即：同一原子中每一个轨道上只能容纳自旋方向相反的两个电子。核外电子除了要以接近光速绕原子核高速运动外，还像地球一样绕自己的轴自旋。自旋是电子的内在属性。且自旋只有顺时针和逆时针两种方向。常用上下箭头（⬆️和⬇️）表示自旋相反的电子。泡利原理核心思想：一个原子轨道里，最多2电子如果一个原子轨道里只有1个电子，自旋方向爱顺时针和逆时针都行，但如果有2个，只能一个顺时针、一个逆时针方向。比如：（3、4、5号元素原子Li、Be、B的电子排布轨道）

洪特规则：电子在进入同一亚层时，将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。量子力学证明，电子这样排布可使能量最低。同时，洪特为此又归纳出一种特例：对于同一电子亚层，当电子的排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。即：全充满p6或d10或f14，半充满p3或d5或f7，全空p0或d0或f0。洪特规则核心思想：电子不是完全填完一个轨道再去另一个轨道，它倾向于多吃多占电子多吃多占的时候也不是没有章法，它用平行自旋的方式占领，这样是为了让原子能量降低。比如：第2层的4个电子排布逻辑：正确的是下方的排布轨道，电子会先填充完2s轨道，一共2个，然后剩下的2个电子去填充2p轨道，2p的轨道能量相同，这个时候电子会多吃多占，倾向于占领更过轨道，但是注意，2p轨道里的电子自旋方向相同。那么，如果再增加一个电子，轨道排布会如何？如果，再增加一个呢？【即学即练1】下列叙述中，正确的是A．各电子层含有的原子轨道数为2n2B．各电子层的能级都是从s能级开始，到f能级结束C．3d能级有5个原子轨道，且电子按3p→3d→4s的顺序填充D．s、p、d能级所含有的原子轨道数分别为1、3、5【即学即练2】某原子3d能级中有一个电子，其N电子层的电子总数为A．0 B．1 C．2 D．3知识点02核外电子排布的表示方法电子排布式和轨道表示式（1）电子排布式原子（离子）核外电子的排布情况，通常用电子排布式表示，书写方式为：将该微粒所含有的电子亚层按照能量由低到高的顺序依次写出来，并在亚层的右上角标出该亚层所含有的电子数，如1~11号元素的核外电子排布式a、简化的电子排布式可以将内层已达到稀有气体的部分用稀有气体的符号外加方括号的形式表示，如Cl原子为：1s22s22p63s23p5，可简写为[Ne]3s23p5。其中稀有气体部分称为原子实（[Ne]），其余部分称为外围电子（3s23p5）

b、价层电子排布式在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层（简称价层），其能级上的电子称为价层电子或价电子，只写出原子的价电子的排布式称为价电子排布式，如Cl原子为：3s23p5，元素周期表中所标出的就是各个元素的价电子排布式。【注意】①价层电子一般为最外层电子，有些可能也包括倒数第二层甚至第三层的电子，如Fe等。②价层电子不一定等于外围电子，如Br的价层电子为4s24p5，外围电子为3p104s24p5。

c、出现能级交错的电子亚层，书写时候按照电子层的顺序书写，如Fe的核外电子填充顺序为1s22s22p63s23p64s23d6，书写电子排布式时要写为1s22s22p63s23p63d64s2。

d、根据洪特规则，处于半充满或全充满时能量较低，因此某些接近的半满或全满的元素（一般为IB和VIB族元素）电子可能会出现重排。如Cr，本应该是[Ar]3d44s2，但因为半充满较为稳定，因此其排布式为[Ar]3d54s1。轨道表示式为了清楚地表示同一亚层不同轨道中的电子排布情况，原子核外电子排布也可以用轨道表示式来表示，我们用方框表示一个轨道，能量相同的轨道（简并轨道）方框相连，将亚层符号写在轨道下方（或上方）用“↑”和“↓”来表示两种不同的自旋方向的电子，如图【注意】a、轨道式的书写方法一般先写出电子排布式，然后划出相应的轨道。b、“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子（或未成对电子）。b、注意洪特规则“电子总是优先占据不同的轨道，且自旋方向相同”，如图中Si原子的2p电子方向应一致。【即学即练3】下列表达方式正确的是A．P的核外电子排布式：3s23p3 B．B的价电子排布图：C．Cr原子结构示意图： D．Fe2+的价电子排布式为：[Ar]3d104s2【即学即练4】根据要求回答下列问题：(1)某同学写了基态磷原子的两个价电子的表达形式，分析其分别违背了什么原理。①3s13p4：；(2)Ti原子位于元素周期表中的区，最高能层电子的电子云轮廓图的形状为，其价电子排布式为。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的基态原子的价电子排布图为。(3)Cu的价电子排布图为；从轨道结构角度考虑Cu的两种常见价态离子中更稳定的为（写离子符号），其核外电子排布式为。常见考法常见考法一核外电子的排布规律常见考法1．下列说法正确的是A．“纷纷灿烂如星陨”的烟花是某些金属元素的焰色反应，焰色反应属于化学变化B．基态Br原子简化的电子排布式为ArC．基态N原子的电子排布式为1s2D．原子的电子排布式由1s2．下列基态原子或离子的电子排布式错误的是A．F

1s22s2C．K

1s22s2常见考法二能级间能量大小的比较3．硫的下列4种微粒，若失去一个电子所需要能量最多的是A．[Ne]3s23p4 B．[Ne]3s23p24．下列状态的铝中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是A．[Ne] B． C． D．常见考法三电子排布与元素性质的练习5．某原子价电子排布为4s24p3，该元素或其化合物不可能具有的性质是A．该元素属于非金属 B．该元素的氢化物比氨气稳定C．该元素的最高价氧化物对应的水化物是弱酸 D．该元素的最高化合价是＋56．下列四种元素中，非金属性最强的是A．基态原子含未成对电子数最多的第二周期元素B．位于周期表中第三周期第IIIA族的元素C．基态原子最外层电子排布式为2s2p5的元素D．基态原子最外层电子排布式为2s22p6的元素分层提分分层提分题组A基础过关练1．下列化学用语或图示表达正确的是A．顺-2-丁烯的球棍模型：B．CO2的空间填充模型：C．CaC2的电子式：D．基态氮原子的轨道表示式：2．下列说法正确的是A．焰色反应是化学变化B．自然界的原子都是基态C．在一定条件下，碳原子的电子排布式可能是1D．电子从基态跃迁到激发态放出能量，产生发射光谱3．下列化学用语正确的是A．甲烷的空间充填模型：B．丙烯的结构简式：CH3CHCH2C．基态Fe3+的简化电子排布式：[Ar]3d34s2D．基态S2-的电子排布式：1S22s22p63s23p64．Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。Li位于周期表中区；基态Ti原子的价电子排布式为；基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之比为。5．下列说法正确的是A．CH4分子的球棍模型B．铍原子最外层的电子云图C．顺−2−丁烯的分子结构模型D．该轨道表示式违背了洪特规则A．A B．B C．C D．D题组B能力提升练6．下列图示或化学用语表示正确的是A．NaCl的电子式B．基态47AC．Fe2+D．pXA．A B．B C．C D．D7．下列能级符号正确且简并轨道数最多的是A．2d B．3f C．4d8．日常生活中，我们看到的霓虹灯光、荧光等都与原子核外电子跃迁有关。下列描述的原子的价层电子状态中最稳定的是A．2s12p2 B．3d54s29．某元素基态原子价电子排布式为3s2A．该元素符号为OB．该元素位于元素周期表p区C．该元素的单质可以与H2D．该元素基态原子轨道表示式为

10．下列化学用语表示正确的是A．乙醇的官能团电子式为：B．钠原子的基态核外电子排布可表示1sC．基态铜原子的价层电子排布图：D．乙炔的分子空间填充模型：11．下列说法中，正确的是A．3p2表示3pB．处于最低能量的原子叫做基态原子C．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多D．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小12．Ⅰ.铝合金和钢铁是国家重要的金属材料。回答下列问题：(1)下列是气态铝原子或离子的电子排布式，其中处于激发态的有(填序号)。A变为D所需的能量为E1，D变为E所需的能量为E2，则E1E2(填“>”“<”或“=”)，理由是。A．1s22s22p63s23p1

B．1s22s22p63s13px13py1

C．1s22s22p63s13px13pz1D．1s22s22p63s2

E．1s22s22p63s1

F．1s22s22p63s13p1(2)利用电解法可在铝制品表面形成致密的氧化物保护膜，不仅可以增加美观，而且可以延长铝制品使用时间。制取氧化物保护膜的装置如下图所示，阳极的电极反应方程式为。Ⅱ.钢铁在潮湿空气中容易生锈，某兴趣小组查阅资料可知，钢铁腐蚀的快慢与温度、电解质溶液的pH值、氧气浓度以及钢铁中的含碳量有关，为此设计了下列实验。编号①②③④A100mL饱和NaCl溶液100mL饱和NaCl溶液100mLpH=2CH3COOH100mLpH=5H2SO4Bmg铁粉mg铁粉和ng碳粉混合物mg铁粉和ng碳粉混合物mg铁粉和ng碳粉混合物锥形瓶中压强随时间变化通过上述实验分析回答：(3)上述实验①、②探究对铁的腐蚀快慢的影响，写出实验②碳电极上的电极反应式；(4)上述四个实验中(用编号表示)发生吸氧腐蚀，上述四个实验铁腐蚀由快到慢的顺序为(用编号表示)。题组C培优拔尖练13．(2018·全国I卷)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为、。A．B．C．D．14．回答下列问题：(1)基态Mn原子核外有种运动状态不同的电子。(2)基态镁原子核外M层电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)。(3)基态Ge原子有个未成对电子。(4)镍元素基态原子的电子排布式为。(5)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。(6)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为(7)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是。(8)Se的基态原子中电子占据的原子轨道总数为。15．LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。基态Co原子核外电子排布式为，基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为；该能层能量最高的电子云在空间有个伸展方向，原子轨道呈形。16．按要求回答下列问题：(1)①基态原子的N层有1个未成对电子，M层未成对电子数最多的元素的价电子排布式为。②最外层电子数是次外层电子数3倍的元素的轨道表示式为。③Cu原子的结构示意图为。(2)N原子核外有种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为。(3)某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在周期表中的区。17．回答下列问题：(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。第四周期未成对电子数最多的元素是(填元素符号)(2)N的基态原子核外电子排布式为；Cu的原子结构示意图为。(3)钒(23V)是元素广泛用于催化及钢铁工业。钒在元素周期表中的位置为第周期第族，其价层电子的轨道表示式为。(4)Na位于元素周期表第周期第族；S的基态原子核外有个未成对电子。(5)Cu2＋基态核外电子排布式为。(6)基态Fe原子有个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为。(7)以氮化镓(GaN)等为代表的第三代半导体材料具有优异性能，31Ga基态原子的核外电子排布式是。(8)铝原子核外电子共有种不同运动状态的电子。(9)基态Mn2＋的核外电子排布式为。(10)Se原子序数为，其核外M层电子的排布式为。(11)可正确表示原子轨道的是___________。A．2s B．2d C．3pz D．3f18．回答下列问题：(1)①基态A原子的电子排布式为1s22s22p②基态B原子的简化电子排布式为Ne3s2，则B元素位于第周期第③基态C原子的电子排布式为1s22s22p(2)①基态Fe原子有个未成对电子，Fe3+基态的核外电子排布式为②31Ga基态原子的价层电子排布式为③基态硼原子的电子排布式为。④基态Cu+的核外电子排布式为⑤XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；X基态原子的价层电子轨道表示式是19．完成下列问题(1)[2021全国乙]对于基态Cr原子，下列叙述正确的是(填标号)。A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为ArB．4s电子能量较高，总是在比3(2)[2021河北]原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+12表示，与之相反的用−1(3)镁元素基态原子核外M层电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)。(4)[2018全国Ⅱ]基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。(5)[2013上海高考]铝原子核外电子云有种不同的伸展方向，有种不同运动状态的电子。20．回答下列问题(1)[2021湖南]基态硅原子最外层的电子排布图为。(2)[2021河北]在KH2PO4(3)[2020全国Ⅱ]基态Ti原子的核外电子排布式为。(4)[2020海南]Al在周期表中的位置为。基态Zn的价层电子排布式为。1.2多电子原子核外电子的排布学习聚焦学习聚焦知识精讲知识精讲知识点01基态原子核外电子的排布规则能量最低原理：在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是优先占有能量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道。在同一电子层上，各亚层的能量顺序为ns<np<nd<nf，当电子层不同、电子亚层相同时，其能量顺序为ls<2s<3s<4s，2p<3p<4p，3d<4d<5d，4f<5f<6f。对于不同电子层的不同电子亚层，其能量高低较为复杂，如下图所示。泡利不相容原理：在同一个原子中，不可能有运动状态完全相同的两个电子存在。即：同一原子中每一个轨道上只能容纳自旋方向相反的两个电子。核外电子除了要以接近光速绕原子核高速运动外，还像地球一样绕自己的轴自旋。自旋是电子的内在属性。且自旋只有顺时针和逆时针两种方向。常用上下箭头（⬆️和⬇️）表示自旋相反的电子。泡利原理核心思想：一个原子轨道里，最多2电子如果一个原子轨道里只有1个电子，自旋方向爱顺时针和逆时针都行，但如果有2个，只能一个顺时针、一个逆时针方向。比如：（3、4、5号元素原子Li、Be、B的电子排布轨道）

洪特规则：电子在进入同一亚层时，将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。量子力学证明，电子这样排布可使能量最低。同时，洪特为此又归纳出一种特例：对于同一电子亚层，当电子的排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。即：全充满p6或d10或f14，半充满p3或d5或f7，全空p0或d0或f0。洪特规则核心思想：电子不是完全填完一个轨道再去另一个轨道，它倾向于多吃多占电子多吃多占的时候也不是没有章法，它用平行自旋的方式占领，这样是为了让原子能量降低。比如：第2层的4个电子排布逻辑：正确的是下方的排布轨道，电子会先填充完2s轨道，一共2个，然后剩下的2个电子去填充2p轨道，2p的轨道能量相同，这个时候电子会多吃多占，倾向于占领更过轨道，但是注意，2p轨道里的电子自旋方向相同。那么，如果再增加一个电子，轨道排布会如何？如果，再增加一个呢？【即学即练1】下列叙述中，正确的是A．各电子层含有的原子轨道数为2n2B．各电子层的能级都是从s能级开始，到f能级结束C．3d能级有5个原子轨道，且电子按3p→3d→4s的顺序填充D．s、p、d能级所含有的原子轨道数分别为1、3、5【答案】D【解析】A．第一层含有1个s轨道，第二层含有1个s轨道和3个p轨道，共4个原子轨道，第三层含有1个s轨道、3个p轨道和5个d轨道，共9个原子轨道，以此类推，可知各电子层含有的原子轨道数为n2，故A错误；B．第一电子层只有s能级，无f能级，第二电子层只有s、p能级，无f能级，故B错误；C．3d能级有5个原子轨道，根据能量最低原理，电子按3p→4s→3d的顺序填充，故C错误；D．各能级的原子轨道数取决于原子轨道在的空间分布状况，s、p、d能级分别含有1、3、5个原子轨道，故D正确；故选D。【即学即练2】某原子3d能级中有一个电子，其N电子层的电子总数为A．0 B．1 C．2 D．3【答案】C【解析】根据构造原理，电子填充顺序为4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p，核外电子排满4s再排3d，3d能级中有一个电子，不存在洪特规则特例情况，s能级最多容纳2个电子，因此4s上的电子数为2，故C正确；故选C。知识点02核外电子排布的表示方法电子排布式和轨道表示式（1）电子排布式原子（离子）核外电子的排布情况，通常用电子排布式表示，书写方式为：将该微粒所含有的电子亚层按照能量由低到高的顺序依次写出来，并在亚层的右上角标出该亚层所含有的电子数，如1~11号元素的核外电子排布式a、简化的电子排布式可以将内层已达到稀有气体的部分用稀有气体的符号外加方括号的形式表示，如Cl原子为：1s22s22p63s23p5，可简写为[Ne]3s23p5。其中稀有气体部分称为原子实（[Ne]），其余部分称为外围电子（3s23p5）

b、价层电子排布式在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层（简称价层），其能级上的电子称为价层电子或价电子，只写出原子的价电子的排布式称为价电子排布式，如Cl原子为：3s23p5，元素周期表中所标出的就是各个元素的价电子排布式。【注意】①价层电子一般为最外层电子，有些可能也包括倒数第二层甚至第三层的电子，如Fe等。②价层电子不一定等于外围电子，如Br的价层电子为4s24p5，外围电子为3p104s24p5。

c、出现能级交错的电子亚层，书写时候按照电子层的顺序书写，如Fe的核外电子填充顺序为1s22s22p63s23p64s23d6，书写电子排布式时要写为1s22s22p63s23p63d64s2。

d、根据洪特规则，处于半充满或全充满时能量较低，因此某些接近的半满或全满的元素（一般为IB和VIB族元素）电子可能会出现重排。如Cr，本应该是[Ar]3d44s2，但因为半充满较为稳定，因此其排布式为[Ar]3d54s1。轨道表示式为了清楚地表示同一亚层不同轨道中的电子排布情况，原子核外电子排布也可以用轨道表示式来表示，我们用方框表示一个轨道，能量相同的轨道（简并轨道）方框相连，将亚层符号写在轨道下方（或上方）用“↑”和“↓”来表示两种不同的自旋方向的电子，如图【注意】a、轨道式的书写方法一般先写出电子排布式，然后划出相应的轨道。b、“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子（或未成对电子）。b、注意洪特规则“电子总是优先占据不同的轨道，且自旋方向相同”，如图中Si原子的2p电子方向应一致。【即学即练3】下列表达方式正确的是A．P的核外电子排布式：3s23p3 B．B的价电子排布图：C．Cr原子结构示意图： D．Fe2+的价电子排布式为：[Ar]3d104s2【答案】C【解析】A．P原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，故A错误；B．B的价电子排布图为：，故B错误；C．Cr的原子序数为24号，原子结构示意图为，故C正确；D．Fe2+的价电子排布式为：[Ar]3d10，故D错误；答案选C。【即学即练4】根据要求回答下列问题：(1)某同学写了基态磷原子的两个价电子的表达形式，分析其分别违背了什么原理。①3s13p4：；(2)Ti原子位于元素周期表中的区，最高能层电子的电子云轮廓图的形状为，其价电子排布式为。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的基态原子的价电子排布图为。(3)Cu的价电子排布图为；从轨道结构角度考虑Cu的两种常见价态离子中更稳定的为（写离子符号），其核外电子排布式为。【答案】(1)能量最低原理泡利原理(2)d球形3d2(3)Cu+Ar3d10【解析】（1）①根据能量最低原理，在构建基态原子时，电子总是尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子能量最低。故3s13②根据泡利原理，在同一能级同一轨道的电子自旋方向相反，即同一方框内两个箭头方向一定相反，故违背了泡利原理，故答案为泡利原理。（2）Ti是22号元素，其核外电子排布式为Ar3d24s2，电子最后占据3d能级，故Ti位于元素周期表中的d区；最高能层电子位于4s轨道，其电子云轮廓图的形状为球形；Ti的价电子排布式为3d24s2，与Ti同周期的过渡元素的基态原子中，未成对电子数最多的是d轨道和s（3）Cu是29号元素，位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，其基态原子核外电子排布式为Ar3d104s1，则其价电子排布图为；Cu失去4s能级的1个电子形成Cu+，Cu失去2个电子形成Cu2+，由于Cu+的3d轨道为全充满稳定状态，则Cu+更稳定，其核外电子排布式为Ar3d常见考法常见考法一核外电子的排布规律常见考法1．下列说法正确的是A．“纷纷灿烂如星陨”的烟花是某些金属元素的焰色反应，焰色反应属于化学变化B．基态Br原子简化的电子排布式为ArC．基态N原子的电子排布式为1s2D．原子的电子排布式由1s【答案】C【解析】A．焰色反应又叫焰色试验，属于物理变化，故A错误；B．基态Br原子简化的电子排布式为Ar3d10C．洪特规则是电子填入简并轨道时优先单独占据一个轨道，且电子自旋方向相同，基态N原子的电子排布式为1s22s2D．原子的电子排布式由1s22综上所述，答案为C。2．下列基态原子或离子的电子排布式错误的是A．F

1s22s22C．K

1s22s22【答案】B【解析】A．F核外有9个电子，电子排布式为1s22s22p5，A正确；B．Cl-核外有18个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p6，B错误；C．K核外有19个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，C正确；D．Mg2+核外有10个电子，电子排布式为1s22s22p6，D正确；故答案选B。常见考法二能级间能量大小的比较3．硫的下列4种微粒，若失去一个电子所需要能量最多的是A．[Ne]3s23p4 B．[Ne]3s23p2 C．[Ne]【答案】B【解析】A、B、C、D四项中的微粒分别对应基态S、S2+、激发态S2+、激发态S，激发态上电子能量高，不稳定，易失去，故需要能量最多的是基态的答案选B。4．下列状态的铝中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是A．[Ne] B． C． D．【答案】B【解析】A．[Ne]为基态Al3+，2p能级处于全充满，较稳定，电离最外层的一个电子为Al原子的第四电离能；B．为Al原子的核外电子排布的激发态；C．为基态Al原子失去两个电子后的状态，电离最外层的一个电子为Al原子的第三电离能；D．为基态Al失去一个电子后的状态，电离最外层的一个电子为Al原子的第二电离能；电离最外层的一个电子所需要的能量：基态大于激发态，而第一电离能小于第二电离能小于第三电离能小于第四电离能，则电离最外层的一个电子所需能量最小的是B；综上分析，答案选B。常见考法三电子排布与元素性质的练习5．某原子价电子排布为4s24p3，该元素或其化合物不可能具有的性质是A．该元素属于非金属 B．该元素的氢化物比氨气稳定C．该元素的最高价氧化物对应的水化物是弱酸 D．该元素的最高化合价是＋5【答案】B【解析】A．该元素为As元素，属于非金属，故A正确；B．同主族元素从上往下非金属性逐渐减弱，非金属性越弱，气态氢化物的稳定性越弱，则该元素的氢化物不如氨气稳定，故B错误；C．非金属性越弱，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越弱，H3PO4为弱酸，故该元素的最高价氧化物对应的水化物是弱酸，故C正确；D．该元素为第VA族元素，故最高化合价是＋5，故D正确；故选B。6．下列四种元素中，非金属性最强的是A．基态原子含未成对电子数最多的第二周期元素B．位于周期表中第三周期第IIIA族的元素C．基态原子最外层电子排布式为2s2p5的元素D．基态原子最外层电子排布式为2s22p6的元素【答案】C【解析】A．第二周期原子含有未成对电子最多的元素是氮元素，B．位于周期表中第三周期ⅢA族的元素是铝元素，C．原子最外层电子排布为2s22p5的元素是氟元素，D．原子最外层电子排布为2s22p6的元素是氖元素，这四种元素中，其单质氧化性最强的是氟气，故C正确；故选C。分层提分分层提分题组A基础过关练1．下列化学用语或图示表达正确的是A．顺-2-丁烯的球棍模型：B．CO2的空间填充模型：C．CaC2的电子式：D．基态氮原子的轨道表示式：【答案】C【解析】A．由于碳碳双键两端的甲基分别位于双键平面的两侧，则是反-2-丁烯的球棍模型，A错误；B．已知CO2是直线形分子，故CO2的空间填充模型为：，B错误；C．CaC2是离子化合物，CaC2的电子式：，故CD．基态氮原子的电子排布式为1s22s22p3，轨道表示式为：，D错误；故选C。2．下列说法正确的是A．焰色反应是化学变化B．自然界的原子都是基态C．在一定条件下，碳原子的电子排布式可能是1D．电子从基态跃迁到激发态放出能量，产生发射光谱【答案】C【解析】A．焰色反应是物理变化，不是化学变化，故A错误；B．自然界中的原子有基态，也有激发态，物质受热原子由基态可以转化为激发态，故B错误；C．碳的基态电子排布式为1s22s2D．电子从基态跃迁到激发态要吸收能量，形成吸收光谱，故D错误；答案选C。3．下列化学用语正确的是A．甲烷的空间充填模型：B．丙烯的结构简式：CH3CHCH2C．基态Fe3+的简化电子排布式：[Ar]3d34s2D．基态S2-的电子排布式：1S22s22p63s23p6【答案】D【解析】A．该模型为甲烷的球棍模型，A错误；B．丙烯的结构简式为CH3CH=CH2，B错误；C．Fe为26号元素，则Fe3+的简化电子排布式为[Ar]3d5，C错误；D．S为16号元素，S2-的电子排布式为1S22s22p63s23p6，D正确；故答案为：D。4．Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。Li位于周期表中区；基态Ti原子的价电子排布式为；基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之比为。【答案】s3d24s25：4【解析】锂的原子序数为3，基态原子的电子排布式为1s22s1，位于元素周期表的s区；钛元素的原子序数为22，基态原子的价电子排布式为3d24s2；铁元素的原子序数为26，亚铁离子的价电子排布式为3d6，3d轨道上有4个未成对电子，铁离子价电子排布式为3d5，3d轨道上有5个未成对电子，则基态铁离子和亚铁离子离子中未成对电子数之比为5：4。5．下列说法正确的是A．CH4分子的球棍模型B．铍原子最外层的电子云图C．顺−2−丁烯的分子结构模型D．该轨道表示式违背了洪特规则A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．该模型为CH4的空间填充模型，A项错误；B．Be最外层电子排布为2s2，其电子云的形状为球形，B项错误；C．为反−2−丁烯，故C项错误；D．洪特规则：当电子排布在多个能量相同的轨道时，优先独占且自旋方向相同。违背了洪特规则，故D项正确；故选：D。题组B能力提升练6．下列图示或化学用语表示正确的是A．NaCl的电子式B．基态47AC．Fe2+D．pXA．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．NaCl由钠离子和氯离子构成，是离子化合物，其电子式为，A错误；B．基态47Ag的价电子排布式为4d105s1，根据洪特规则和泡利不相容原理可知，其价电子的轨道表示式为，B正确；C．Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，结构示意图为，C错误；D．p轨道的电子云轮廓图为哑铃形，为图示形状，D错误；故答案选B。7．下列能级符号正确且简并轨道数最多的是A．2d B．3f C．4d 【答案】C【解析】A．第二能层包含两个能级即s和p，不存在2d能级，AB．第三能层包含三个能级即s、p、d，不存在3f能级，BC．4d能级包括5个简并轨道，5s能级只有1个简并轨道，C符合题意；故答案为：C。8．日常生活中，我们看到的霓虹灯光、荧光等都与原子核外电子跃迁有关。下列描述的原子的价层电子状态中最稳定的是A．2s12p2 B．3d54s2 C【答案】B【分析】当价层电子处于基态且处于全满、半满填充时，能量较低，为较稳定状态；能量最低原理为原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；【解析】A．2s12pB．3d54s2，3dC．3d64s1D．3s1故原子的价层电子状态中最稳定的是3d5故选B。9．某元素基态原子价电子排布式为3s2A．该元素符号为OB．该元素位于元素周期表p区C．该元素的单质可以与H2D．该元素基态原子轨道表示式为

【答案】B【解析】A．该元素M层即最外层电子数为6，则核外电子为16，为S元素，A错误；B．该元素位于第三周期第ⅥA族，位于元素周期表p区，B正确；C．S与H2生成气体H2S，C错误；D．根据洪特规则，3p能级的4个电子优先占满3个轨道，则基态S原子轨道表示式为，D错误；故答案为：B。10．下列化学用语表示正确的是A．乙醇的官能团电子式为：B．钠原子的基态核外电子排布可表示1sC．基态铜原子的价层电子排布图：D．乙炔的分子空间填充模型：【答案】B【解析】A．乙醇的官能团为-OH，电子式为，A不正确；B．钠原子的基态原子，其核外电子数为11，电子排布式为1s22s2C．基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，价电子排布图为：，C不正确；D．乙炔的分子空间填充模型为，D不正确；故选B。11．下列说法中，正确的是A．3p2表示3pB．处于最低能量的原子叫做基态原子C．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多D．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小【答案】B【解析】A．p能级都有三个轨道，3p2指3p能级上只有2个电子，AB．基态原子能量最低，激发态原子能量较高，B正确；C．2p、3p、4p能级的轨道数都是3个，C错误；D．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，D错误；故选B。12．Ⅰ.铝合金和钢铁是国家重要的金属材料。回答下列问题：(1)下列是气态铝原子或离子的电子排布式，其中处于激发态的有(填序号)。A变为D所需的能量为E1，D变为E所需的能量为E2，则E1E2(填“>”“<”或“=”)，理由是。A．1s22s22p63s23p1

B．1s22s22p63s13px13py1

C．1s22s22p63s13px13pz1D．1s22s22p63s2

E．1s22s22p63s1

F．1s22s22p63s13p1(2)利用电解法可在铝制品表面形成致密的氧化物保护膜，不仅可以增加美观，而且可以延长铝制品使用时间。制取氧化物保护膜的装置如下图所示，阳极的电极反应方程式为。Ⅱ.钢铁在潮湿空气中容易生锈，某兴趣小组查阅资料可知，钢铁腐蚀的快慢与温度、电解质溶液的pH值、氧气浓度以及钢铁中的含碳量有关，为此设计了下列实验。编号①②③④A100mL饱和NaCl溶液100mL饱和NaCl溶液100mLpH=2CH3COOH100mLpH=5H2SO4Bmg铁粉mg铁粉和ng碳粉混合物mg铁粉和ng碳粉混合物mg铁粉和ng碳粉混合物锥形瓶中压强随时间变化通过上述实验分析回答：(3)上述实验①、②探究对铁的腐蚀快慢的影响，写出实验②碳电极上的电极反应式；(4)上述四个实验中(用编号表示)发生吸氧腐蚀，上述四个实验铁腐蚀由快到慢的顺序为(用编号表示)。【答案】(1)BCF<①3p能级上的电子比3s能级上的电子能量高所以失去3p上的电子更容易，即需要的能量低；②失去一个电子后形成一价阳离子对外围电子有吸引作用，再失去一个电子变难，即需要的能量更高；③铝失去一个电子后3s能级上形成全满的稳定结构，即再失去一个电子需要的能量更高(答到一点即可)(2)2Al-6e(3)含碳量多少(或是否含碳)2H2O+O2+4e−=4OH−(4)②④④=③>②>①(或“④③②①”“③④②①”)【解析】（1）基态铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，获得能量后低能级上的电子跃迁到较高能级变为激发态，故B、C、F为激发态原子或离子。A变为D所需的能量E1为第一电离能，D变为E所需的能量E2为第二电离能，E1小于E2，理由有三：①3p能级上的电子比3s能级上的电子能量高，所以失去3p上的电子更容易，即需要的能量低，②失去一个电子后形成一价阳离子对外围电子有吸引作用，再失去一个电子变难，即需要的能量更高；③铝失去一个电子后3s能级上形成全满的稳定结构，即再失去一个电子需要的能量更高，答案为：BCF，<，①3p能级上的电子比3s能级上的电子能量高所以失去3p上的电子更容易，即需要的能量低；②失去一个电子后形成一价阳离子对外围电子有吸引作用，再失去一个电子变难，即需要的能量更高；③铝失去一个电子后3s能级上形成全满的稳定结构，即再失去一个电子需要的能量更高(答到一点即可)；（2）阳极铝失去电子生成氧化物氧化铝，电极反应方程式为：2Al-6e-+3H2（3）比较实验①②可知，实验①②探究的是是否含碳对铁腐蚀的影响，实验②发生吸氧腐蚀，其正极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-（4）分析压强与时间变化曲线可知，①②④压强随时间变化减小，①无碳粉为化学腐蚀，则发生吸氧腐蚀为②④。上述图中压强变化一个单位所需时间各不相同，相同时间转移电子越多，金属腐蚀越快，③中生成氢气的体积是相同时间④中吸收氧气的体积2倍，所以两者转移电子数相同，反应速率相等，上述四个实验铁腐蚀由快到慢的顺序为④=③>②>①，答案为:②④,④=③>②>①(或“④③②①”“③④②①”)。题组C培优拔尖练13．(2018·全国I卷)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为、。A．B．C．D．【答案】DC【解析】根据构造原理，D图示为基态Li原子电子排布图，能量最低；C图示中有2个电子跃迁到2p轨道，能量最高；故选D、C。14．回答下列问题：(1)基态Mn原子核外有种运动状态不同的电子。(2)基态镁原子核外M层电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)。(3)基态Ge原子有个未成对电子。(4)镍元素基态原子的电子排布式为。(5)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。(6)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为(7)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是。(8)Se的基态原子中电子占据的原子轨道总数为。【答案】(1)25(2)相反(3)2(4)[Ar]3d84s2(5)(6)4：5(7)M(8)18【解析】（1）一个电子就是一种运动状态，Mn是25号元素，则基态Mn原子核外有25种运动状态不同的电子；故答案为：25。（2）基态镁原子核外电子排布式为1s22s22p63s2，则核外M层电子即3s2电子，同一个轨道中两个电子自旋状态相反；故答案为：相反。（3）基态Ge价电子排布式为4s24p2，则基态Ge原子有2个未成对电子；故答案为：2。（4）Ni为28号元素，则镍元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d84s2；故答案为：[Ar]3d84s2。（5）氮原子价层电子为2s22p3，则价层电子的轨道表达式(电子排布图)为；故答案为：。（6）基态Fe2+价电子排布式为3d6，基态Fe3+价电子排布式为3d5，则基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为4：5；故答案为：（7）基态K原子价电子排布式为3s1，则核外电子占据的最高能层的符号是M；故答案为：M。（8）Se的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，则Se的基态原子中电子占据的原子轨道总数为18；故答案为：18。15．LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。基态Co原子核外电子排布式为，基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为；该能层能量最高的电子云在空间有个伸展方向，原子轨道呈形。【答案】1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2M3哑铃【解析】Co为27号元素，Co原子核外有27个电子，根据核外电子排布规律可得其基态Co原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；基态磷原子核外有三层电子，故最高能层符号为M，电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道为哑铃型；故答案为：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；M；3；哑铃。16．按要求回答下列问题：(1)①基态原子的N层有1个未成对电子，M层未成对电子数最多的元素的价电子排布式为。②最外层电子数是次外层电子数3倍的元素的轨道表示式为。③Cu原子的结构示意图为。(2)N原子核外有种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为。(3)某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在周期表中的区。【答案】(1)3d54s1(2)7哑铃状(3)属于d区【解析】（1）基态原子的N层有1个未成对电子，M层未成对电子数最多，应该为5个，则该元素的价电子排布式为3d54s1；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素为8个电子的O，该元素轨道表示式为；Cu原子核外有29个电子，其结构示意图为；（2）N原子核外有7个电子，每个电子的运动状态都不同，所以有7种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为为2p能级，形状为哑铃形；（3）某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，则该元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，为Cr，在d区。17．回答下列问题：(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。第四周期未成对电子数最多的元素是(填元素符号)(2)N的基态原子核外电子排布式为；Cu的原子结构示意图为。(3)钒(23V)是元素广泛用于催化及钢铁工业。钒在元素周期表中的位置为第周期第族，其价层电子的轨道表示式为。(4)Na位于元素周期表第周期第族；S的基态原子核外有个未成对电子。(5)Cu2＋基态核外电子排布式为。(6)基态Fe原子有个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为。(7)以氮化镓(GaN)等为代表的第三代半导体材料具有优异性能，31Ga基态原子的核外电子排布式是。(8)铝原子核外电子共有种不同运动状态的电子。(9)基态Mn2＋的核外电子排布式为。(10)Se原子序数为，其核外M层电子的排布式为。(11)可正确表示原子轨道的是___________。A．2s B．2d C．3pz D．3f【答案】(1)原子轨道Cr(2)1s22s22p3(3)四ⅤB(4)三ⅠA2(5)1s22s22p63s23p63d9(6)41s22s22p63s23p63d5(7)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1(8)13(9)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5(10)343s23p63d10(11)AC【解析】（1）电子在原子核外出现的概率密度分布通常用原子轨道形象化描述；第四周期未成对电子数最多的元素，是Cr元素；（2）N元素的原子序数为7，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3；原子序数为29的Cu的原子核外四个电子，位于第四周期，ⅠB族，最外层1个电子，原子结构示意图为；（3）钒在元素周期表中的位置为第四周期第ⅤB族，其价层电子排布式为3d34s2，根据洪特规则和泡利原理，价层电子的轨道表示式为。（4）Na元素属于短周期主族元素，核外有3个电子层，最外层有1个电子，故位于元素周期表第三周期第ⅠA族；S的核外电子排布式为：1s22s2sp63s23p4，其3p能级上2个电子各占据一个轨道，属于未成对电子，故此处填2；（5）Cu为29号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去2个电子形成铜离子，则Cu2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9；（6）基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，所以有4个未成对电子，失去2个4s电子、1个3d电子形成Fe3+，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；（7）Ga元素为31号元素，核外有31个电子，对应电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1；（8）铝原子核外有13个电子，